Переключения между процессами

Для управления процессами и распределения ресурсов между ними ОС должна хранить управляющую информацию о процессах и ресурсах. В общем случае это 4 типа таблиц:

1) таблицы памяти – для слежения использованием процессами основной и виртуальной памяти.

2) таблицы ввода-вывода – для управления устройствами ввода-вывода (хранится информация об использовании устройства процессом, адресах памяти, используемых для ввода в них или вывода с них данных на внешнее устройство..)

3) таблицы файлов – расположение, текущее состояние, атрибуты файлов...

4) таблицы процессов

Образ процесса – это набор кода программы с ее данными, стеком процедур и атрибутами. Часть образа процесса может находиться в основной памяти, а другая в виртуальной.

Управляющий блок процесса – это набор атрибутов для управления процессом:

- Идентификаторы процессов (родительского процесса, текущего процесса и процесса пользователя)

- Регистры пользователя: доступные для программ пользователя регистры процессора (от 8 до 32)

- управляющие регистры: счетчик команд, флаги условия, флаги состояния

- Указатели на стек: с каждым процессом связан свой стек, на который нужна ссылка

- управляющая информация процесса: состояние, приоритет, событие ожидания, флаги взаимодействия процессов, привилегии в выполнении каких-то действий, указатели на таблицы памяти...

При выполнении переключения процессов, система должна выполнить множество действий:
сохранить управляющий блок процесса в оперативной памяти
переместить процесс в какую-либо очередь процессов
изменить значения регистров процессора, загрузив в них данные другого процесса.

На все эти действия тратится много процессорного времени, Поэтому постоянно разрабатываются способы минимального количества переключений.